References

cardiotomsk

Сибирский журнал клинической и экспериментальной медицины

Siberian Journal of Clinical and Experimental Medicine

2713-29272713-265X

TSU publishing

10.29001/2073-8552-2024-39-3-12-18

cardiotomsk-2419

Research Article

ОБЗОРЫ И ЛЕКЦИИ

REVIEWS AND LECTURES

Пептиды – кардиопротекторные препараты будущего. Окситоцин

Peptides are cardioprotective drugs of the future. Oxytocin

https://orcid.org/0000-0002-9050-4493

Попов

С. В.

Popov

S. V.

Попов Сергей Валентинович, д-р мед. наук, профессор, академик РАН, директор

634012, Томск, ул. Киевская, 111а

Sergey V. Popov, Dr. Sci. (Med.), Academician of the Russian Academy of Sciences, Director

111a, Kievskaya str., Tomsk, 634012

press@cardio-tomsk.ru

https://orcid.org/0000-0002-6020-1598

Маслов

Л. Н.

Maslov

L. N.

Маслов Леонид Николаевич, д-р мед. наук, профессор, заведующий лабораторией экспериментальной кардиологии

634012, Томск, ул. Киевская, 111а

Leonid N. Maslov, Dr. Sci. (Med.), Professor, Head of the Laboratory of Experimental Cardiology

111a, Kievskaya str., Tomsk, 634012

maslov@cardio-tomsk.ru

https://orcid.org/0000-0003-1808-556X

Мухомедзянов

А. В.

Mukhomedzyanov

A. V.

Мухомедзянов Александр Валерьевич, канд. мед. наук, научный сотрудник, лаборатория экспериментальной кардиологии

634012, Томск, ул. Киевская, 111а

Alexander V. Mukhomedzyanov, Cand. Sci. (Med.), Research Scientist, Laboratory of Experimental Cardiology

111a, Kievskaya str., Tomsk, 634012

sasha_m91@mail.ru

https://orcid.org/0009-0004-2215-5414

Слидневская

А. С.

Slidnevskaya

A. S.

Слидневская Алиса Сергеевна, старший лаборант, лаборатория экспериментальной кардиологии

634012, Томск, ул. Киевская, 111а

Alisa S. Slidnevskaya, Senior Laboratory Assistant, Laboratory of Experimental Cardiology

111a, Kievskaya str., Tomsk, 634012

alisaslidnevskaa@gmail.com

https://orcid.org/0000-0002-6418-1643

Кан

А.

Kan

Кан Артур, старший лаборант, лаборатория экспериментальной кардиологии

634012, Томск, ул. Киевская, 111а

Arthur Kan, Senior Laboratory Assistant, Laboratory of Experimental Cardiology

111a, Kievskaya str., Tomsk, 634012

kan989817@gmail.com

https://orcid.org/0000-0003-2264-1928

Нарыжная

Н. В.

Naryzhnaya

N. V.

Нарыжная Наталья Владимировна, д-р мед. наук, ведущий научный сотрудник, лаборатория экспериментальной кардиологии

634012, Томск, ул. Киевская, 111а

Natalia V. Naryzhnaya, Dr. Sci. (Med.), Leading Research Scientist, Laboratory of Experimental Cardiology

111a, Kievskaya str., Tomsk, 634012

natalynar@yandex.ru

https://orcid.org/0000-0002-8939-2340

Подоксенов

Ю. К.

Podoksenov

Yu. K.

Подоксенов Юрий Кириллович, д-р мед. наук, ведущий научный сотрудник, отделение сердечно-сосудистой хирургии

634012, Томск, ул. Киевская, 111а

Yuri K. Podoksenov, Dr. Sci. (Med.), Leading Research Scientist, Department of Cardiovascular Surgery

111a, Kievskaya str., Tomsk, 634012

uk@cardio-tomsk.ru

Научно-исследовательский институт кардиологии, Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук (НИИ кардиологии Томского НИМЦ)РоссияCardiology Research Institute, Tomsk National Research Medical Center of the Russian Academy of Sciences (Cardiology Research Institute, Tomsk NRMC)Russian Federation

2024

30092024

3931218

2024

Попов С.В., Маслов Л.Н., Мухомедзянов А.В., Слидневская А.С., Кан А., Нарыжная Н.В., Подоксенов Ю.К.

Popov S.V., Maslov L.N., Mukhomedzyanov A.V., Slidnevskaya A.S., Kan A., Naryzhnaya N.V., Podoksenov Y.K.

Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.

https://www.sibjcem.ru/jour/article/view/2419

Повсеместное внедрение чрескожного коронарного вмешательства (ЧКВ) в лечение острого инфаркта миокарда (ОИМ) привело к существенному снижению смертности от ОИМ в развитых странах. Однако в последние 10 лет заметного снижения внутригоспитальной смертности от ОИМ не наблюдается. Вполне очевидно, что назрела настоятельная необходимость в разработке новых лекарственных препаратов, которые смогли бы эффективно предупреждать реперфузионное повреждение сердца после успешной реканализации инфаркт-связанной коронарной артерии. Прототипом для создания подобных лекарственных препаратов могли бы стать энзимоустойчивые пептидные агонисты окситоциновых рецепторов. Показано, что окситоцин способен избирательно предупреждать реперфузионное повреждение сердца. Кардиопротекторный эффект окситоцина при коронароокклюзии и реперфузии миокарда характеризуется уменьшением размера инфаркта, улучшением сократимости сердца, снижением частоты возникновения желудочковых аритмий. Кроме того, окситоцин ингибирует апоптоз и пироптоз кардиомиоцитов при гипоксии / реоксигенации. Установлено, что в окситоцин-индуцированном повышении устойчивости сердца к ишемии / реперфузии участвуют киназы, NO-синтаза и гуанилилциклаза.

The widespread introduction of percutaneous coronary intervention (PCI) in the treatment of acute myocardial infarction (AMI) caused a significant reduction in the mortality rate from AMI in developed countries. However, over the past 10 years, there was no significant reduction in in-hospital mortality from AMI. It is clear that there is an urgent need to develop novel drugs that could effectively prevent reperfusion injury of the heart after successful recanalization of the infarct-related coronary artery. Enzyme-resistant peptide agonists of the oxytocin receptor could become a prototype for the creation of such drugs. It was shown oxytocin could selectively prevent cardiac reperfusion injury. The cardioprotective effect of oxytocin in coronary artery occlusion and myocardial reperfusion is distinguished by a decrease in infarct size, an improvement in cardiac contractility, and a decrease in the incidence of ventricular arrhythmias. In addition, oxytocin inhibits apoptosis and pyroptosis of cardiomyocytes in hypoxia/reoxygenation. It has been established that kinases, NO-synthase, and guanylyl cyclase are involved in an oxytocininduced increase in cardiac resistance to ischemia / reperfusion.

пептидыкардиопротекторные препаратыишемия/реперфузиякардиопротекторный эффектокситоцин

peptidescardioprotective drugsischemia/reperfusionthe cardioprotective effectoxytocin

Работа выполнена при финансовой поддержке гранта Российского научного фонда № 23-65-10017. Раздел, посвященный ишемическому прекондиционированию и посткондиционированию, подготовлен в рамках государственного задания 122020300042-4

The study was supported by the Russian Science Foundation grant No. 23-65-10017. The section on ischemic preconditioning and postconditioning was prepared in the framework of the state assignment 122020300042-4

References1

Мотова А.В., Каретникова В.Н., Осокина А.В., Поликутина О.М., Барбараш О.Л. Инфаркт миокарда 2-го типа: особенности диагностики в реальной клинической практике. Сибирский журнал клинической и экспериментальной медицины. 2022;37(3):75–82. DOI: 10.29001/2073-8552-2022-37-3-75-82.

Motova A.V., Karetnikova V.N., Osokina A.V., Polikutina O.M., Barbarash O.L. Type 2 myocardial infarction: Diagnostic features in real clinical practice. Siberian Journal of Clinical and Experimental Medicine. 2022;37(3):75– 82. (In Russ.). DOI: 10.29001/2073-8552-2022-37-3-75-82.

Вышлов Е.В., Алексеева Я.В., Усов В.Ю., Мочула О.В., Рябов В.В. Синдром микрососудистого повреждения миокарда у пациентов с первичным инфарктом миокарда с подъемом сегмента ST: распространенность и связь с клиническими характеристиками. Сибирский журнал клинической и экспериментальной медицины. 2022;37(1):36–46. DOI: 10.29001/2073-8552-2021-36-4-36-46.

Vyshlov E.V., Alexeeva Y.A., Ussov W.Yu., Mochula O.V., Ryabov V.V. Phenomena of microvascular myocardial injury in patients with primary ST-segment elevation myocardial infarction: Prevalence and association with clinical characteristics. Siberian Journal of Clinical and Experimental Medicine. 2022;37(1):36–46. (In Russ.). DOI: 10.29001/2073-8552-2021-36-4-36-46.

Ashraf S., Farooq U., Shahbaz A., Khalique F., Ashraf M., Akmal R. et al. Factors responsible for worse outcomes in STEMI patients with early vs delayed treatment presenting in a tertiary care center in a Third World Country. Curr. Probl. Cardiol. 2024;49(1 Pt B):102049. DOI: 10.1016/j.cpcardiol.2023.102049.

Currey E.M., Falconer N., Isoardi K.Z., Barras M. Impact of pharmacists during in-hospital resuscitation or medical emergency response events: A systematic review. Am. J. Emerg. Med. 2024;75:98–110. DOI: 10.1016/j.ajem.2023.10.020.

Hti Lar Seng N.S., Zeratsion G., Pena Zapata O.Y., Tufail M.U., Jim B. Utility of cardiac troponins in patients with chronic kidney disease. Cardiol. Rev. 2024;32(1):62–70. DOI: 10.1097/CRD.0000000000000461.

Li M., Hu L., Li L. Research progress of intra-aortic balloon counterpulsation in the treatment of acute myocardial infarction with cardiogenic shock: A review. Medicine (Baltimore). 2023;102(49):e36500. DOI: 10.1097/MD.0000000000036500.

Luo Q., Sun W., Li Z., Sun J., Xiao Y., Zhang J. et al. Biomaterials-mediated targeted therapeutics of myocardial ischemia-reperfusion injury. Biomaterials. 2023;303:122368. DOI: 10.1016/j.biomaterials.2023.122368.

Nanavaty D., Sinha R., Kaul D., Sanghvi A., Kumar V., Vachhani B. et al. Impact of COVID-19 on Acute myocardial infarction: A national inpatient sample analysis. Curr. Probl. Cardiol. 2024;49(1_Pt_A):102030. DOI: 10.1016/j.cpcardiol.2023.102030.

McCartney P.J., Berry C. Redefining successful primary PCI. Eur. Heart J. Cardiovasc. Imaging. 2019;20(2):133–135. DOI: 10.1093/ehjci/jey159.

Oliver G., Schäfer E.A. On the physiological action of extracts of pituitary body and certain other glandular organs: Preliminary communication. J. Physiol. 1895;18(3):277–279. DOI: 10.1113/jphysiol.1895.sp000565.

Camerino C. The long way of oxytocin from the uterus to the heart in 70 years from its discovery. Int. J. Mol. Sci. 2023;24(3):2556. DOI: 10.3390/ijms24032556.

Du Vigneaud V., Ressler C., Trippet S. The sequence of amino acids in oxytocin, with a proposal for the structure of oxytocin. J. Biol. Chem. 1953;205(2):949–957.

Gutkowska J., Jankowski M., Lambert C., Mukaddam-Daher S., Zingg H.H., McCann S.M. Oxytocin releases atrial natriuretic peptide by combining with oxytocin receptors in the heart. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1997;94(21):11704–11709. DOI: 10.1073/pnas.94.21.11704.

Jankowski M., Wang D., Hajjar F., Mukaddam-Daher S., McCann S.M., Gutkowska J. Oxytocin and its receptors are synthesized in the rat vasculature. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2000;97(11):6207–6211. DOI: 10.1073/pnas.110137497.

Thibonnier M., Conarty D.M., Preston J.A., Plesnicher C.L., Dweik R.A., Erzurum S.C. Human vascular endothelial cells express oxytocin receptors. Endocrinology. 1999;140(3):1301–1309. DOI: 10.1210/endo.140.3.6546.

Jankowski M., Hajjar F., Kawas S.A., Mukaddam-Daher S., Hoffman G., McCann S.M., Gutkowska J. Rat heart: a site of oxytocin production and action. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1998;95(24):14558–14563. DOI: 10.1073/pnas.95.24.14558.

Wsol A., Kasarello K., Kuch M., Gala K., Cudnoch-Jedrzejewska A. Increased activity of the intracardiac oxytocinergic system in the development of postinfarction heart failure. Biomed. Res. Int. 2016;2016:3652068. DOI: 10.1155/2016/3652068.

Ondrejcakova M., Ravingerova T., Bakos J., Pancza D., Jezova D. Oxytocin exerts protective effects on in vitro myocardial injury induced by ischemia and reperfusion. Can. J. Physiol. Pharmacol. 2009;87(2):137– 142. DOI: 10.1139/Y08-108.

Kobayashi H., Yasuda S., Bao N., Iwasa M., Kawamura I., Yamada Y. et al. Postinfarct treatment with oxytocin improves cardiac function and remodeling via activating cell-survival signals and angiogenesis. J. Cardiovasc. Pharmacol. 2009;54(6):510–519. DOI: 10.1097/FJC.0b013e3181bfac02.

Houshmand F., Faghihi M., Zahediasl S. Biphasic protective effect of oxytocin on cardiac ischemia/reperfusion injury in anaesthetized rats. Peptides. 2009;30(12):2301–2308. DOI: 10.1016/j.peptides.2009.09.010.

Authier S., Tanguay J.F., Geoffroy P., Gauvin D., Bichot S., Ybarra N. et al. Cardiovascular effects of oxytocin infusion in a porcine model of myocardial infarct. J. Cardiovasc. Pharmacol. 2010;55(1):74–82. DOI: 10.1097/FJC.0b013e3181c5e7d4.

Alizadeh A.M., Faghihi M., Sadeghipour H.R., Mohammadghasemi F., Imani A., Houshmand F. et al. Oxytocin protects rat heart against ischemia-reperfusion injury via pathway involving mitochondrial ATP-dependent potassium channel. Peptides. 2010;31(7):1341–1245. DOI: 10.1016/j.peptides.2010.04.012.

Alizadeh A.M., Faghihi M., Sadeghipour H.R., Mohammadghasemi F., Khori V. Role of endogenous oxytocin in cardiac ischemic preconditioning. Regul. Pept. 2011;167(1):86–90. DOI: 10.1016/j.regpep.2010.11.004.

Anvari M.A., Imani A., Faghihi M., Karimian S.M., Moghimian M., Khansari M. The administration of oxytocin during early reperfusion, dose-dependently protects the isolated male rat heart against ischemia/reperfusion injury. Eur. J. Pharmacol. 2012;682(1–3):137–141. DOI: 10.1016/j.ejphar.2012.02.029.

Das B., Sarkar C. Is preconditioning by oxytocin administration mediated by iNOS and/or mitochondrial K(ATP) channel activation in the in vivo anesthetized rabbit heart? Life Sci. 2012;90(19–20):763–769. DOI: 10.1016/j.lfs.2012.03.030.

Alizadeh A.M., Faghihi M., Khori V., Sohanaki H., Pourkhalili K., Mohammadghasemi F. et al. Oxytocin protects cardiomyocytes from apoptosis induced by ischemia-reperfusion in rat heart: role of mitochondrial ATP-dependent potassium channel and permeability transition pore. Peptides. 2012;36(1):71–77. DOI: 10.1016/j.peptides.2012.03.023.

Ondrejcakova M., Barancik M., Bartekova M., Ravingerova T., Jezova D. Prolonged oxytocin treatment in rats affects intracellular signaling and induces myocardial protection against infarction. Gen. Physiol. Biophys. 2012;31(3):261–270. DOI: 10.4149/gpb_2012_030.

Faghihi M., Alizadeh A.M., Khori V., Latifpour M., Khodayari S. The role of nitric oxide, reactive oxygen species, and protein kinase C in oxytocin-induced cardioprotection in ischemic rat heart. Peptides. 2012;37(2):314–319. DOI: 10.1016/j.peptides.2012.08.001.

Wang M., Zhou R., Xiong W., Wang Z., Wang J., He L. et al. Oxytocin mediated cardioprotection is independent of coronary endothelial function in rats. Peptides. 2020;130:170333. DOI: 10.1016/j.peptides.2020.170333.

Imani A., Khansari M., Azizi Y., Rakhshan K., Faghihi M. Stimulation of oxytocin receptor during early reperfusion period protects the heart against ischemia/reperfusion injury: the role of mitochondrial ATP-sensitive potassium channel, nitric oxide, and prostaglandins. Acta Med. Iran. 2015;53(8):491–500.

Gonzalez-Reyes A., Menaouar A., Yip D., Danalache B., Plante E., Noiseux N. et al. Molecular mechanisms underlying oxytocin-induced cardiomyocyte protection from simulated ischemia-reperfusion. Mol. Cell. Endocrinol. 2015;412:170–181. DOI: 10.1016/j.mce.2015.04.028.

Polshekan M., Jamialahmadi K., Khori V., Alizadeh A.M., Saeidi M., Ghayour-Mobarhan M. et al. RISK pathway is involved in oxytocin postconditioning in isolated rat heart. Peptides. 2016;86:55–62. DOI: 10.1016/j.peptides.2016.10.001.

Polshekan M., Khori V., Alizadeh A.M., Ghayour-Mobarhan M., Saeidi M., Jand Y. et al. The SAFE pathway is involved in the postconditioning mechanism of oxytocin in isolated rat heart. Peptides. 2019;111:142– 151. DOI: 10.1016/j.peptides.2018.04.002.

Naryzhnaya N.V., Maslov L.N., Popov S.V., Mukhomezyanov A.V., Ryabov V.V., Kurbatov B.K. et al. Pyroptosis is a drug target for prevention of adverse cardiac remodeling: The crosstalk between pyroptosis, apoptosis, and autophagy. J. Biomed. Res. 2022;36(6):375–389. DOI: 10.7555/JBR.36.20220123.

Yao M., Wang Z., Jiang L., Wang L., Yang Y., Wang Q., et al Oxytocin ameliorates high glucose- and ischemia/reperfusion-induced myocardial injury by suppressing pyroptosis via AMPK signaling pathway. Biomed. Pharmacother. 2022;153:113498. DOI: 10.1016/j.biopha.2022.113498.

de Miranda D.C., de Oliveira Faria G., Hermidorff M.M., Dos Santos Silva F.C., de Assis L.V.M., Isoldi M.C. Pre- and post-conditioning of the heart: An overview of cardioprotective signaling pathways. Curr. Vasc. Pharmacol. 2021;19(5):499–524. DOI: 10.2174/1570161119666201120160619.

Houshmand F., Faghihi M., Zahediasl S. Role of atrial natriuretic peptide in oxytocin induced cardioprotection. Heart Lung Circ. 2015;24(1):86– 93. DOI: 10.1016/j.hlc.2014.05.023.

Krylatov A.V., Tsibulnikov S.Y., Mukhomedzyanov A.V., Boshchenko A.A., Goldberg V.E., Jaggi A.S. et al. The role of natriuretic peptides in the regulation of cardiac tolerance to ischemia/reperfusion and postinfarction heart remodeling. J. Cardiovasc. Pharmacol. Ther. 2021;26(2):131–148. DOI: 10.1177/1074248420952243.

Xiong W., Yao M., Zhou R., Qu Y., Yang Y., Wang Z. et al. Oxytocin ameliorates ischemia/reperfusion-induced injury by inhibiting mast cell degranulation and inflammation in the rat heart. Biomed. Pharmacother. 2020;128:110358. DOI: 10.1016/j.biopha.2020.110358.

Stadler B., Whittaker M.R., Exintaris B., Middendorff R. Oxytocin in the Male Reproductive Tract; The Therapeutic Potential of Oxytocin-Agonists and-Antagonists. Front. Endocrinol. (Lausanne). 2020;11:565731. DOI: 10.3389/fendo.2020.565731.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.